精細(xì)陶瓷概述

1、精細(xì)陶瓷概述第一節(jié)概 述一、定義和分類一般認(rèn)為：采用高度精選原料、具有精確的化學(xué)組成、按照便于進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及控制的制造方法進(jìn)行制造加工的、具有優(yōu)異特性的陶瓷稱精細(xì)陶瓷。精細(xì)陶瓷主要有以下特點(diǎn)：（）產(chǎn)品原料全都是在原子、分子水平上分離、精制的高純度的人造原料。（）在制備工藝上，精細(xì)陶瓷要有精密的成型工藝，制品的成型與燒結(jié)等加工過程均需精確的控制。（）產(chǎn)品具有完全可控制的顯微結(jié)構(gòu)，以確保產(chǎn)品應(yīng)用于高技術(shù)領(lǐng)域。精細(xì)陶瓷具有多種特殊的性質(zhì)，如高強(qiáng)度、高硬度、耐磨耐蝕，同時(shí)在磁、電、熱、聲光、生物工程等各方面有特殊功能，因而使其在高溫、機(jī)械、電子、計(jì)算機(jī)、航天、醫(yī)學(xué)工程各方面得到廣泛應(yīng)用。分類1.結(jié)構(gòu)陶

2、瓷 (1)耐高溫、高強(qiáng)度、耐磨損陶瓷 (2)耐高溫、高強(qiáng)度、高韌性陶瓷 (3)耐高溫、耐腐蝕的透明陶瓷 (4)生物陶瓷 2.功能陶瓷(1)導(dǎo)電陶瓷 (2)介電陶瓷 (3)壓電陶瓷 (4)半導(dǎo)體陶瓷 第二節(jié)精細(xì)陶瓷的制備工藝一、精細(xì)陶瓷的粉體制備精細(xì)陶瓷的粉體制備方法一般可分為機(jī)械法和合成法兩種，前一種方法是采用機(jī)械粉碎方式將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為顆粒的表面能，使粗顆粒破碎為細(xì)粉；后一種方法是由離子、原子、分子通過反應(yīng)、成核和成長(zhǎng)、收集、后處理等手段獲得微細(xì)粉末。這種方法的特點(diǎn)是純度、粒度可控，均勻性好，顆粒細(xì)微，并可以實(shí)現(xiàn)顆粒在分子級(jí)水平上的復(fù)合、均化。1.機(jī)械法2.合成法化學(xué)合成法包括固相法、液相法和

3、氣相法三種。 二、精細(xì)陶瓷成型方法 （1）粉料成型法：包括鋼模壓制，等靜壓制。（2）漿料成型方法： （3）可塑成型方法： （4）注射成型方法： 三、精細(xì)陶瓷的燒結(jié)方法燒結(jié)的實(shí)質(zhì)是粉末坯塊在適當(dāng)環(huán)境或氣氛中受熱，通過一系列物理、化學(xué)變化，使粉末顆粒間的粘結(jié)發(fā)生質(zhì)的變化，坯塊強(qiáng)度和密度迅速增加，其它物理、力學(xué)性能也得到明顯的改善。精細(xì)陶瓷常用的燒結(jié)方法如下：1.普通燒結(jié) 2.熱壓燒結(jié) 3.其它燒結(jié)方法電場(chǎng)燒結(jié) 超高壓燒結(jié) 活化燒結(jié) 反應(yīng)燒結(jié) 自蔓延高溫合成（SHS）致密化 一、高溫結(jié)構(gòu)陶瓷氮化硅陶瓷氮化硅可用多種方法合成，工業(yè)上普遍采用高純硅與純氮在1300反應(yīng)后獲得。3Si + 2N2 Si3N

4、4也可用化學(xué)氣相沉積法，使SiCl4和N2在H2氣氛保護(hù)下反應(yīng)，產(chǎn)物沉積在石墨基體上。形成一層致密的層。此法得到的氮化硅純度較高，其反應(yīng)如下：3 SiCl4 + 2 N2 + 6 H2 Si3N4 +12HCl高熔點(diǎn)氧化物陶瓷高熔點(diǎn)氧化物陶瓷通常是指熔點(diǎn)超過SiO2熔點(diǎn)（1728）的氧化物，大致有60多種，其中最常用的有Al2O3、ZrO2、MgO、BeO、CaO和SiO2等六種。這些氧化物在高溫下具有優(yōu)良的力學(xué)性能，耐化學(xué)腐蝕，特別是具有優(yōu)良的抗氧化性，好的電絕緣性，所以得到廣泛的應(yīng)用。 2、透明陶瓷二、光導(dǎo)纖維高純度的二氧化硅或稱石英玻璃熔融體中，拉出直徑約100m的細(xì)絲，稱為石英玻璃纖維

5、。 三、生物陶瓷四、電子陶瓷 五、金屬陶瓷五、金屬陶瓷金屬陶瓷是由金屬和陶瓷性非金屬組成的燒結(jié)材料。廣義的金屬陶瓷包括難熔化合物合金、硬質(zhì)合金、彌散型核燃料元件和控制棒材料、金屬粘結(jié)的金剛石工具材料等。狹義的金屬陶瓷是指難熔化合物鈦、鋯、鉿、釩、鈮、鉭、鉻、鎢、鉬等和碳、硼、氮、硅等形成的化合物與金屬的燒結(jié)材料。 金屬陶瓷既有陶瓷材料特有的耐高溫、耐腐蝕等特性，又具有金屬所有的韌性、耐沖擊性和易加工性能，所以廣泛被用來制作工件的耐磨、耐蝕、耐高溫表層，還可用作一些特殊用途。例如，用高溫?zé)Y(jié)的多層多孔的碳化鈦，由于在高溫?zé)Y(jié)過程其表面形成了氧化鈦膜，使其耐高溫的熔點(diǎn)溫度高達(dá)3000攝氏度，因此可作為耐高溫材料以及用來制作過濾器和光催化材料；高分子聚合金屬陶瓷的應(yīng)用涉及船舶、海洋工程、石油、化工、冶金、機(jī)械、電力、水利、礦山、航空以及軍事裝備等領(lǐng)域；TiN、TiC金屬陶瓷刀具具有優(yōu)良的力學(xué)性能，是一種高技術(shù)含量和高附加值的刀具六、超導(dǎo)陶瓷富勒烯家族C60是由60個(gè)碳原子組成的空心籠狀分子，由于形狀酷似足球而被稱為“布基球”。1990年科學(xué)家首次觀察到C60材料的超導(dǎo)性，并發(fā)現(xiàn)摻雜一些鉀金屬等物質(zhì)能夠使其超導(dǎo)臨界溫度有所提高。但在臨界溫度達(dá)到40K左右之后，有關(guān)研究便停滯不前。往C60材料